Curso Sistema Perforacion

Curso Sis istemas temas de Perforación

RECURSOS RECURSOS HUMANOS ABRIL AB RIL 2005

Geotec e-learning Manual Curso Sistemas Sistemas de perforación

Indice Curso Sistemas de Perforación Módulo 1 Capítulo 1

Módulo 2

Introducción Elección Sistema de Perforación

Rotary Rotary Crush. Rotación Rotación con Tricono

4 4

8

Capítulo 1

Rotación Convencional o Directa

8

Capítulo 2

Rotación Reversa. Aire reverso

9

Capítulo 3

Herramientas o bit de perforación usados en Rotary Crush

9

Módulo 3

The Percu Percu ssion. ssi on. Percusió n

11

Capítulo 1

Perforación a Cable

11

Capítulo 2

Percusión

12

Capítulo 3

Herramientas o bit de perforación usadas en percusión

13

Módulo 4

The Rotary Abr asive o DDH DDH (Diamond (Diamond Drill Hole). Diamantin Diamantin a

13

Capítulo 1

Perforación Diamantina

13

Capítulo 2

Herramientas o bit de perforación diamantina

14

Módulo 5

The Rotary Rotary Percusió Percusió n. Rotopercusión

15

Capítulo 1

Introducción

15

Capítulo 2

Down the Hole Hammer.

16

Capítulo 3

D. C. H

16

Capítulo 4

Rotación Reversa

17

Capítulo 5

Bit excéntricos

17

Capítulo 6

Herramientas

18

Módulo 6

The Rotary Cutting. Cuttin g. Rotación por Corte

19

Capítulo 1

Perforación Auger

19

Capítulo 2

Rotación Convencional

21

Capítulo 3

Herramientas. Dragas

23

Capítulo 4

Construcción de un pozo usando barra hueca Auger

23

Recursos Humanos, Capacitación Capacitaci ón JD/jrp JD/jrp Ab Abril ril 2005

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Indice Curso Sistemas de Perforación Módulo 1 Capítulo 1

Módulo 2

Introducción Elección Sistema de Perforación

Rotary Rotary Crush. Rotación Rotación con Tricono

4 4

8

Capítulo 1

Rotación Convencional o Directa

8

Capítulo 2

Rotación Reversa. Aire reverso

9

Capítulo 3

Herramientas o bit de perforación usados en Rotary Crush

9

Módulo 3

The Percu Percu ssion. ssi on. Percusió n

11

Capítulo 1


11

Capítulo 2

Percusión

12

Capítulo 3

Herramientas o bit de perforación usadas en percusión

13

Módulo 4

The Rotary Abr asive o DDH DDH (Diamond (Diamond Drill Hole). Diamantin Diamantin a

13

Capítulo 1

Perforación Diamantina

13

Capítulo 2

Herramientas o bit de perforación diamantina

14

Módulo 5

The Rotary Rotary Percusió Percusió n. Rotopercusión

15

Capítulo 1

Introducción

15

Capítulo 2

Down the Hole Hammer.

16

Capítulo 3

D. C. H

16

Capítulo 4

Rotación Reversa

17

Capítulo 5

Bit excéntricos

17

Capítulo 6

Herramientas

18

Módulo 6

The Rotary Cutting. Cuttin g. Rotación por Corte

19

Capítulo 1

Perforación Auger

19

Capítulo 2

Rotación Convencional

21

Capítulo 3

Herramientas. Dragas

23

Capítulo 4

Construcción de un pozo usando barra hueca Auger

23


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Módulo 7

Método Método s de explor ación

24

Capítulo 1

Exploración subterránea

24

Capítulo 2

Exploración a Cielo Abierto

27

Capítulo 3

Sondajes Mineros. Sondajes Geomecánicos

28

Módulo 8

Métodos Métodos geofísicos

29

Capítulo 1

Método Sísmico o Sismología

29

Capítulo 2

Gravimetría

33

Capítulo 5

Magnetometría

36

Capítulo 6

Geoelectricidad o Resistividad Eléctrica

38

Módulo 9

Método Método s de son dajes

38

Capítulo 1

Tipos de Muestreo a cielo abierto

38

Capítulo 2

Numero, tipo y profundidad de los sondajes

40


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Módulo 1: Introducció n Capítulo Ca pítulo 1: Elecció n Sistema de Perforaci Perforación ón La elección del sistema o método de perforación para rocas es de vital importancia para la rentabilidad de una empresa de Sondajes. A continuación continuación se muestra una detallada tabla con los Sistemas de Perforación Perforación y sus operaciones aplicadas más relevantes.

Sistemass de perforación Sistema Se distinguen cinco (5) sistemas de perforación superficial.

SISTEMA OPERACIÓN (acción) 1.-- Rotary Crush 1.

BIT o Herramienta Bicono

(rotación con tricono)

SISTEMA DE PERFORACIÓN ASOCIADO ASOCIA DO 1. Rotación directa o convencional convencional 2. Con fluido y/o inyección de aire

Tricono

3. Rotación reversa (aire reverso) reverso) 4. Perforación con tricono y casing

2.-- Percus 2. Percusión ión (percusión a cable con

Trépano Cincel o botón

(rotación por corte)

de lodo 2. Hidráulica de percusión

trépano)

3.- Rotary cutting

1. Perforación a cable con inyección

Draga arrastre 2, 3 y 4 cucharas

1. Auger 2. Rotación convencional (con fluido y/ o inyección de aire)

4.-- Rotary abr asive 4.

Corona diamante

1. Perforación diamantina

(perforación diamantina) DDH

5.- Rotary percussión (roto percusión)

Martillo con botones

1. Down the hole hammer (DTHH) 2. DCH (drill casing hammer) Perforación martillo + casing 3. Rotación reversa – Doble pared 4. BIT excéntrico


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Geotec e-learning Manual Curso Sistemas de perforación

En los dos ( 2 ) esquemas siguientes, se muestra un método para seleccionar los sistemas de perforación, como así mismo el BIT o herramienta, tomando en consideración los siguientes factores : 1. Origen geológico de las rocas o tipo de formación (roca ígnea, metamórfica o sedimentaria). 2. Por nombre de la roca, por ejemplo: granito. 3. Dureza de la roca. 4. Diámetro del pozo. 5. Profundidad del pozo. 6. Tipo de BIT ( inserto, diente).

Guia de selección de tipos de BIT Sistemas de perforación con aire

Origen geológico

Rocas Igneas y Metamórficas

Ejemplos

Granito, cuarcita, basalto,gneiss, esquisto

Caliza. Arenisca, pizarra

Arcilla, Arena, Grava

Dureza

Muy duro a duro

Duro a suave

No consolidado

Metodo perforación

Rocas Sedimentarias

DTH (Down the t he hole drill) Martil lo (rotación / percusión)

con Aire PERFORACION ROTATIVA Tipo de BIT

Martil lo con insertos de carburo

Tricono con dientes de carburo Tricono de dientes de acero

Rango dureza Aire / Lodo

Rotación con aire o espuma

Rotación con lodos

Diámetro

4 a 8 pulgadas

6 a 12 pulgadas

Profundidad

15 a 60 metros metr os

15 a 300 metros

Recursos Humanos, Capacitación JD/jrp Abril 2005

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Un enfoque similar de selección de sistemas de perforación, se presenta a continuación en forma gráfica en la figura 5-2.

Como se expresaba al inicio, se distinguen cinco (5) sistemas de perforación superficial. Cuando se analizan las operaciones de perforación, el mejor camino para entenderlas, es pensar en como el BIT de perforación corta el suelo o roca, para avanzar en el pozo.


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Estos Sistemas de Perforación son : The Rotary Crus h Rotación con Tricono. Convencional y Aire Reverso.

Percusión o Cable Tool Percusión a Cable. Con Trépano

Rotary Cutting : Rotación por Corte. Auge Sondajes Ambientales

Rotary Abrasive Rotación con corona de Diamante. DDH

Rotary Percusió n Roto percusión con Martillo.


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Modulo 2

Rotary Crush, Rotación con Tricono

Capítulo 1 Rotación convencion al o Directa Cuando se analizan las operaciones de perforación, el mejor camino para entenderlas es pensar en como el tricono corta el suelo o roca, para avanzar en el pozo. El Rotary Crush se usa en todo tipo de terrenos o formaciones, también se denomina Rotación con Tricono. Este es un método que usa 2 o más conos rotativos con carburo de tungsteno o dientes de acero. Una combinación de rotación y presión aplicada a los conos (en la formación) pulverizan y /o muelen la roca por impacto en pequeñas partículas, las que se remueven al exterior con inyección de fluidos. La inyección de fluidos puede ser por aire, agua o mezcla de agua y aditivo de perforación , como bentonita, polímero o espuma . Este método se emplea en : 

Pozos de agua



Sondajes Mineros



Pozos de petróleo (Oil and Gas )



Pozos Geotérmicos y para Medio Ambiente



Perforación y Tronadura


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Este método como ya se ha explicado puede trabajar como : 1.- Rotación directa o convencional (con fluido de perforación y/o inyección de aire). Es un método poco usado ya que hay mucha contaminación de muestra o cutting.

Capitu lo 2 Rotación Reversa. Aire Reverso Rotación reversa(aire reverso); (perforación con tricon o y casing): Su uso es amplio por cuanto no hay contaminación de cutting.

Capítulo 3 Herramientas o bit de perfor ación usados en Rotary Crush



Triconos de insertos y de dientes


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

Hole Opener para Pozos de Agua


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Notas: 1. 3 a 5 mezcladores reducen el revestimiento del hoyo. 2. Las caras endurecidas, reducen el costo de desgaste y mantención. 3. 6 a 10 nozzles o inyectores de fluido, estratégicamente ubicados, promueven la limpieza del pozo y el cortador. 4. Sellada, la presión compensa los cortadores del cojinete del rodillo, en el relleno del carburo de tungsteno y desgaste del diente. 5. Los cortadores se apoyan en ambos extremos, desconocido en otros (Hole Opener). Con esto se evita la pérdida de los cortadores o el daño del cuerpo.

Modulo 3

Percusió n. “ The Percusió n”

Capitu lo 1


Se denomina Cable Tool o Perforación a Cable. Se usa en todo tipo de terrenos o formaciones. Este método involucra energía percutiva o de golpe, combinada con un mínimo de rotación. Botones de carburo o acero endurecidos, puestos en la cara del trépano, combinados con la elevación y caída de una pesada columna de perforación, pulverizan el suelo o roca. El cutting o barro se remueve con una cuchara.


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Este método de perforación se usa en: 

Pozos de agua de preferencia.



Pozos de petróleo de poca profundidad



Medio Ambiente

Capitulo 2 Percusi ón Este método como ya se ha explicado puede trabajar como: 1.- Perforación a cable por percusión, con mecanismo hidráulico, con inyección de lodos de perforación.


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Capitulo 3

Modulo 4

Herramientas o B IT de perforación us adas en percusi ón

The Rotary Abr asive o DDH (Diamond Drill Hole). Diamantina.

Capitu lo 1 Perforación Diamantin a Se usa en formaciones consolidadas o competentes . Este método requiere de un BIT o corona diamantada para perforar. Se usa material de alta resistencia abrasiva, (diamante y carburo de tungsteno), también requiere de medios para refrigerar, lubricar y remover el corte de las partículas. Se usa agua o agua con aditivo. Recursos Humanos, Capacitación JD/jrp Abril 2005

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Este sistema de perforación es ampliamente usado en: 

Sondajes Mineros



Sondajes Geotécnicos



Medio Ambiente

Este método puede trabajar como perforación diamantina.

Capitu lo 2 Herramientas o BIT de perfor ación diamantina


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Modulo 5

The Rotary Percusió n. Roto percusión

Capítulo 1 Introducció n Se usa en formaciones consolidadas o competentes. Este método combina una acción de rotación con una de percusión o impacto. Esta combinación usualmente requiere de un BIT o martillo con insertos o botones de carburo de tungsteno. La operación de perforación involucra energía percutiva, penetrando el inserto en la roca y exponiendo el nuevo material de carburo a medida que rota. Un medio de lavado (chorro), con aire y algunas veces con agua (o agua con espuma) es inyectado junto con el aire para manejar o mantener el polvo dentro del pozo y ayudar a remover el cutting. Aplicaciones. Este método se usa con frecuencia en: 

Pozos de agua



Sondajes Mineros



Pozos de petróleo



Pozos geotermales



Perforación y tronadura


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Capitu lo 2 Down the hole hammer Este sistema de perforación puede trabajar como: 1.- Down the hole hammer (DTHH) o Sondajes con martillos y circulación con aire.

Capitulo 3 D.C.H DCH (drill casing hammer) o Perforación con martillo + casing (entubación del pozo)


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Capitu lo 4 Rotación Reversa Rotación reversa. Aire reverso con doble pared.

Capitu lo 5 BIT excéntricos Se usan martillos en fondo desde 4" hasta 14", hasta 800 mm de diámetro: 

BIT excéntricos para perforación y entubación simultánea.



BIT para perforación horizontal con anillo para entubación.



Ensanchadores - Bocas para martillo en cabeza.



BIT correctores para perforación dirigida.

Tipos de BIT excéntricos

Odex Recursos Humanos, Capacitación JD/jrp Abril 2005

Boca excéntrica 17 /42


Capitulo 6 Herramientas Martillos con Botones. BITS DTH para cada terreno un diseño especial.

Tipos de insertos Esférico :

Es un inserto con domo semejante a una semiesfera con radio D/2. El rango

de diámetro de inserto es de 7/16" - 3/4". Es recomendado para terrenos duros y abrasivos.

Balístico :

Es un inserto con domo compuesto por varios radios que describen la forma

de una punta de bala. El rango de diámetro de inserto es de 7/16" - 3/4". Es recomendado para terrenos blandos y homogéneos, donde se obtiene mayor velocidad de perforación.

Tipos de shanks o cañas 8 ESTRIAS: Estándar, es el tipo más habitual. 12 ó más ESTRIAS: Aumenta sobre 50% el área de arrastre portabit-bit, disminuyendo el esfuerzo en la zona de estrías, el desgaste de estrías y el riesgo de ruptura. Cuando se trabaja en terrenos muy fracturados, dónde no es posible aplicar el peso adecuado sobre el BIT, aumenta la solicitación en la zona de estrías portabit-bit.

Herramientas o BIT de perforación de martillos


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Modulo 6

The Rotary Cutting. Rotación por corte

Es un método que se usa en terrenos no consolidados.

Capitulo 1 Perforación Auger Este sistema de perforación usa variados dientes de corte de carburo o acero, normalmente se asocia con perforación Auger. El diente realiza cortes largos en el suelo


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y transfiere los cortes a la superficie por perforación auger o por medio de flujos de gas o líquidos.

Sistema de perforación Auger: Es un método de perforación que se usa de preferencia en perforación geotécnica y medioambiental, se denomina Rotary Cut. 

Usa método Rotary Cut (rotación por corte)



Diente de corte Auger penetra el suelo, corta y lo lleva a la superficie por izamiento Auger.



No necesita agua



Método de perforación seco



No contamina la muestra del material ubicado encima de él (cortando y expulsando por el fondo del pozo)



Auger es el método de perforación preferido en Sondajes de poca profundidad.

Sonda y herramientas típicas Auger


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Capitulo 2 Rotación Convencional Este sistema de perforación, Rotary Cut, puede trabajar como:

1. Sistema Auger. Sondajes Medioambientales. 2. Rotación directa o convencional (con fluido y/ o inyección de aire)

Capitulo 3 Herramientas. Dragas Aplicaciones

Medioambientales

de Auger, usando dragas en descontaminación de aguas.


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Herramientas o BIT de perforación Auger


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Listado de partes de BIT Auger

Capitulo 4 Construcció n de un pozo usando barra hueca Auger


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Modulo 7

Métodos de exploración

Capítulo 1 Explor ación subterránea La exploración minera subterránea, al igual que la de cielo abierto, se realiza para prospectar depósitos minerales con valor económico. La exploración directa se hace con muestreos y sondajes mecánicos , de preferencia con sondajes diamantinos; en donde se obtiene un testigo cilíndrico.

La exploración indirecta se realiza con métodos geoquímicos y geofísicos.

Tipo de Sondas Los equipos de sondajes utilizados, van montados en chasis de vigas metálicas y son accionados por energía electrohidráulica. Trabajan con voltajes entre 400 y 600 volt. Estos equipos están constituidos por los siguientes componentes: •

La sonda

•

La unidad eléctrica

•

Un transformador de corriente.

•

Unidad de Comandos

En la figura siguiente se puede observar este tipo de sonda.


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Testigos y Recuperación Los

testigos

son

núcleos

cilíndricos que se almacenan en cajas testigueras.

Mapeo o “ Loggeo” de un sondaje diamantino A continuación se muestra una descripción de sondaje. Se puede observar en detalle con un aumento 200%


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Recuperación de Testigos Medida de Recuperación de sond ajes Como método alternativo para la determinación de recuperación, ésta se puede calcular como:

Re = ( Vr / Vt )

x 100

(15)

Donde: •

Re :

Recuperación del sondaje expresada en %

•

Vr :

Volumen del testigo con 100% de recuperación

•

Vt :

Volumen real del testigo.

Los valores de

Vt y Vr se calculan como:

Donde: •

L

:

Largo total del tramo

•

d

:

Diámetro del testigo

•

Ps :

Peso del testigo en el aire (sin bandeja)

•

Pa :

Peso del testigo sumergido en agua (sin bandeja)

•

da :

Densidad del agua.

Reemplazando (16) y (17) en (15) se obtiene:

Como un método simplificado se usa:

R testigo (%) = Largo del testigo en cm) por 1 metro de tubo interior. Recursos Humanos, Capacitación JD/jrp Abril 2005

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Capítulo 2: Exploración a Cielo Abierto. La exploración a cielo abierto se realiza preferentemente con sondas rotativas y a rotopercusión. Las muestras obtenidas son testigos o núcleos cilíndricos y detritos o cutting.

Las sondas van montadas en camiones plataformas, donde se ubica la torre de perforación, motor, compresor, bombas, barras, etc.

Mina a cielo abierto Escondida La

recuperación

testigos

se

de

realiza

de

los la

misma manera que en la exploración subterránea.


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Capítulo 3 Sondajes Mineros. Sondajes Geomecánicos. Los métodos más usados para los estudios de superficie que conducen al reconocimiento del perfil estratigráfico son: las calicatas y los sondajes en el suelo.

Sondajes en el suelo Este método de exploración debe usarse en aquellos casos en que el reconocimiento del perfil estratigráfico que se deberá estudiar, no pueda ser realizado mediante calicatas, ya sea porque se requiere reconocer el perfil en una profundidad importante, o bien por presencia de agua. En los estudios viales, este tipo de exploración se limita generalmente al estudio de fundaciones de estructuras principales y al estudio de estratos de compresibilidad importantes situados bajo el nivel de la napa. Los suelos finos, exentos de gravas, pueden ser bien estudiados mediante sondajes. La información que puede obtenerse de sondajes efectuados

en suelos con gravas es

generalmente incompleta y deficiente, pero en determinados casos resulta ser la única posible de realizar.

Tipos de Sondajes 1.- Métodos de exploración de carácter preliminar •

Pozos a cielo abierto, con muestreo alterado o inalterado.

•

Perforaciones con barrenos helicoidales o métodos similares.

•

Métodos de lavado

•

Métodos de penetración estándar.

•

Método de penetración cónica.

•

Perforaciones en boleos y gravas (con barretones, etc.)

2.- Métodos de sondeo definitivo •

Pozos a cielo abierto con muestreo inalterado.


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•

Métodos con tubo de pared delgada.

•

Métodos rotatorios para roca

3.- Métodos geofísicos •

Sísmico.

•

De resistencia eléctrica.

•

Magnético y gravimétrico.

Equipos para sondajes Geomecánicos

Modulo 8

Métodos geofísicos

Capítulo 1 Método Sísmic o o Sismolo gía Los métodos de exploración sísmicos se basan en la generación de ondas sísmicas , por ejemplo por medio de una explosión o por medio de un rompedor de caída.


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Las ondas sísmicas son ondas mecánicas y elásticas, por lo que las ondas sísmicas causan deformaciones no permanentes en el medio, en que se propagan. La deformación se constituye de una alternancia de compresión y de dilatación de tal manera que las partículas del medio se acercan y se alejan respondiendo a las fuerzas asociadas con las ondas, como por ejemplo en un elástico extendido. Su propagación se describe por una ecuación de ondas.

Tipos de ondas sísmicas Existen ondas de compresión, ondas transversales y ondas superficiales. Las ondas de compresión son las más rápidas, por eso se llaman ondas primarias (ondas P). Las ondas transversales son un poco más lentas, llegan un poco más tarde a la estación (ondas secundarias u ondas S).

Las diferencias en las velocidades se usan en la medición de temblores y terremotos. La diferencia de tiempo entre la llegada de la onda P y S corresponde a la distancia al foco del sismo. La diferencia de tiempo es grande, sí el foco está muy lejano, porque la onda p se propaga más rápido.


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Comportamiento de las ondas sísmicas en las r ocas Con los métodos sísmicos se pueden determinar los parámetros característicos de las rocas como por ejemplo: 1. La velocidad de las ondas P y S 2. El coeficiente de reflexión 3. La densidad de las rocas

A continuación, se presenta en la tabla adjunta las velocidades de las ondas P y S, para distintas rocas:

Velocidad de la onda

Velocidad de la onda

primaria (Vp) en m/ seg.

secundaria (Vs) en m/seg.

Granito

5200

3000

Basalto

6400

3200

Calizas

2400

1350

Areniscas

3500

2150

Medio

Durante el cambio de un medio a otro, las ondas sísmicas tienen que cambiar su velocidad, esto significa que van a separarse en una componente reflejada y en otra parte refractada.

Reflexión y Refracción de Ondas Sísmicas


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A partir de una fuente de ondas sísmicas , ubicada en la superficie del terreno ( que puede ser una explosión o un peso en caída libre), se generan distintas ondas de las siguientes características:

1.- La onda directa se propaga a partir de la fuente de ondas, en el medio superior , con una velocidad uniforme. 2.- La onda reflejada se genera por la reflexión de la onda directa, incidente en la interfase entre medio 1 y medio 2 y se propaga con la misma velocidad anterior. 3.- Una componente de la onda incidente en la interfase entre el medio 1 y medio 2, pasa por la interfase y se refracta en la capa inferior.

La onda refractada se propaga en el medio 2 con una velocidad distinta.

A través de los datos entregados por las reflexiones sísmicas se puede construir el horizonte de reflexión que corresponde a un cambio de materiales.

Por ejemplo diferentes estratos o fallas tectónicas.

Con la aplicación de la sismología, se puede detectar: 1. Límites de Capas 2. Fallas 3. Relleno de poros ( como petróleo)


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Capítulo 2 Gravimetría La gravimetría es un método muy importante en la búsqueda de depósitos minerales. Este método aprovecha las diferencias de la gravedad en distintos sectores. La gravitación es la aceleración (m/s2) de un objeto que está cayendo a la superficie. La gravitación en la tierra es 9,8 m/s 2.

Grandes cuerpos mineralizados pueden aumentar la gravitación en una región determinada, porque rocas de mayor densidad aumentan la aceleración.

Gravímetro El gravímetro es un instrumento que puede medir diferencias muy finas en la gravedad. Principalmente cada balanza es un "gravímetro", porque mide el peso de un objeto. El peso, es la potencia que aplica la aceleración de gravedad a un cuerpo.

En un sector con mayor gravedad, la balanza marca un valor elevado, porque el objeto sufre una mayor fuerza al caer al suelo.


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El gravímetro es entonces una balanza muy sensible que mide las diferencias de la gravedad.

Metodología El método gravimétrico hace uso de campos de potencial natural igual al método magnético y a algunos métodos eléctricos. El campo de potencial natural observado se compone de las rocas de las formaciones geológicas, que construyen la corteza terrestre hasta cierta profundidad determinada por el alcance del método gravimétrico (o magnético respectivamente). Se realizan mediciones relativas, es decir se mide las variaciones laterales de la atracción gravitatoria de un lugar a otro. Los datos reducidos apropiadamente, entregan las variaciones en la gravedad, que solo dependen de variaciones laterales en la densidad del material ubicado en la vecindad de la estación de observación.


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Principio Si cualquier cuerpo en reposo cae sin ser detenido, después un segundo tendrá una velocidad de 9,80 m/s en la dirección vertical. Después de un segundo más, su velocidad será: 9,8 + 9,8 = 19,60 m/s. El aumento en cada segundo, de la velocidad vertical de 9,80 m/s de un cuerpo cayendo libremente, se denomina aceleración de gravedad o sólo gravedad y se la expresa como g = 9,80 m/s 2. La aceleración de la gravedad

g

se debe a la aceleración gravitatoria, que la tierra ejerce

en cada cuerpo, menos la fuerza centrífuga causada por la rotación de la tierra y dirigida en dirección perpendicular al eje de rotación de la tierra y hacia afuera. La fuerza total, que actúa en el cuerpo, es igual al producto de su masa m y de la aceleración de gravedad g.

Por consiguiente la atracción gravitatoria en cualquier lugar de la superficie terrestre tiene numéricamente el mismo valor que la fuerza gravitatoria ejercida a una masa unitaria en el mismo lugar. La unidad de la aceleración “a” es 1cm/s 2 = 1 Gal (Galilei) y 0,001cm/s2 = 1 mgal = 10 gu (unidades de gravedad).

An om alías de g raved ad Una anomalía de gravedad se define como la variación de los valores medidos de la gravedad, con respecto a la gravedad normal después de haber aplicado las correcciones necesarias.

La anomalía de aire libre (Anomalía de Bouguer) resulta de las correcciones de la influencia de las mareas, del instrumento de medición, de la latitud y de la altura.


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Capítulo 3 Magnetom etría La Magnetometría es como la gravimetría, un método geofísico relativamente simple en su aplicación. El campo magnético de la tierra afecta también a los yacimientos que contienen magnetita (Fe). Estos yacimientos producen un campo magnético inducido, es decir su propio campo magnético.

Un magnetómetro mide simplemente las anomalías magnéticas en la superficie terrestre, cuales podrían ser producto de un yacimiento.

Principio La tierra genera un campo magnético entre 0,3 a 0,65 Gauss. Este campo se puede comparar con el campo correspondiente a un dipolo (como un imán de barra) situado en el centro de la Tierra, cuyo eje está inclinado con respecto al eje de rotación de la Tierra.


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Por costumbre, se denomina al polo magnético ubicado cerca del polo Norte geográfico, Polo Norte Magnético. El polo magnético situado cerca del polo Sur geográfico se llama Polo Sur Magnético. El campo geomagnético no es constante y sufre variaciones con el tiempo y con respecto a su forma. La imantación inducida depende de la susceptibilidad magnética de una roca o de un mineral y del campo externo existente. La imantación remanente de una roca se refiere al magnetismo residual de la roca en ausencia de un campo magnético externo, la imantación remanente depende de la historia geológica de la roca.

Ap licación El método magnético es el método geofísico de prospección más antiguo aplicable en la prospección petrolífera, en las exploraciones mineras y de piezas arqueológicas. En la prospección petrolífera el método magnético entrega informaciones acerca de la profundidad de las rocas pertenecientes al basamento.

A partir de estos conocimientos se puede localizar y definir la extensión de las cuencas sedimentarias ubicadas encima del basamento que posiblemente contienen reservas de petróleo.

En las exploraciones mineras se aplica el método magnético en la búsqueda directa de minerales magnéticos y en la búsqueda de minerales no magnéticos asociados con los minerales, que ejercen un efecto magnético mensurable en la superficie terrestre.

Además el método magnético se puede emplear en la búsqueda de agua subterránea.


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Capítulo 4 Geoelectricidad o Resistividad Eléctrica Los métodos geoeléctricos se basan en la conductividad o la resistividad eléctrica de las rocas. Por ejemplo, los sulfuros son de alta conductividad; las micas son de conductividad muy baja y las rocas porosas saturadas con agua son de alta conductividad. Las mediciones se realizan con configuraciones de electrodos. En los métodos activos como la polarización inducida se genera una corriente eléctrica y se detecta la repuesta de las rocas a esta corriente penetrante por medio de otros electrodos. Su alcance con respecto a la profundidad depende de la longitud de la configuración. Los métodos eléctricos son útiles para determinar la potencia de estratos de una secuencia de rocas sedimentarias +/- horizontales. Se aplican en la búsqueda de acuíferos es decir de estratos, que llevan agua subterránea y en la búsqueda de depósitos de sulfuros. En las empresas eléctricas se localizan los lugares de baja y de alta conductividad eléctrica para evitar pérdidas de electricidad durante la transferencia de energía.

Modulo 9

Métodos de sondajes

Capítulo 1 Tipos de Muestreo a cielo abierto. Existen varios métodos de sondajes en aplicaciones a cielo abierto. En esta oportunidad veremos el método de muestreadores de tubo de pared delgada. Existen 3 tipos:

•

Tipo Shelby

•

De Pistón

•

Dispositivo de hincado por presión diferencial


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En las imágenes si guientes se puede observar como opera el muestreador de tubo de pared delgada.


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Capítulo 2 Numero, tipo y profun didad de los sondajes El número, tipo y profundidad de los sondajes que deban ejecutarse en un programa de exploración de suelos depende fundamentalmente del tipo de subsuelo y de la importancia de la obra. En ocasiones, se cuenta con estudios anteriores cercanos al lugar, que permiten tener una idea aproximada de las condiciones del subsuelo y este conocimiento permite fijar el programa de exploración con mayor seguridad y eficacia.


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Otras veces, ese conocimiento apriorístico, indispensable sobre las condiciones predominantes en el subsuelo ha de ser adquirido con los sondeos de tipo preliminar. El número de estos sondeos exploratorios será el suficiente para dar precisamente ese conocimiento. En obras chicas posiblemente tales sondeos tendrán carácter definitivo, por lo que es conveniente realizarlos por los procedimientos más informativos, tales como la prueba de penetración estándar, por ejemplo. Un punto que requiere especial cuidado es la determinación de la profundidad a que debe llevarse la exploración del suelo. Este aspecto fundamental, cuyas repercusiones pueden dejarse sentir en todas las fases del éxito o fracaso de una obra ingenieril, tanto técnicas como económicas, está también principalmente definido por las funciones e importancia de la obra y la naturaleza del subsuelo. En general, los puntos básicos que la mecánica de suelos debe cuidar en un caso dado se refieren a la posibilidad y cálculo de asentamientos y a determinaciones de resistencia de los suelos. Para fines de cimentación, ha sido frecuente la recomendación práctica de explorar una profundidad comprendida entre 1,5 B y 3 B, siendo B el ancho de la estructura por cimentar. Generalmente es suficiente detener la exploración al llegar a la roca basal, si ésta aparece en la profundidad estudiada; sin embargo, en casos especiales se hará necesario continuar el sondeo dentro de la roca por métodos rotatorios; por ejemplo, en cimentaciones de presas sería necesario verificar que la roca no presente condiciones peligrosas desde el punto de vista de infiltraciones de agua.


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Curso Sistema Perforacion

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